KR0132350B1 - 균제도가 우수한 편평섬유 및 편평섬유 제조용 방사구금 - Google Patents

Abstract

본 발명은 균제도가 우수한 편평섬유 및 그 제조용 방사구금에 관한 것으로, 동일 방사구금에 모양변형비가 5∼100인 편평단면 방사공의 장축을 측면 냉각공기의 방향과 같은 방향으로 배열시킨 방사구금과 이를 이용하여 제조한 각각의 필라멘트가 같은 냉각효과를 갖게 되어 균제도가 향상될 뿐만아니라 동일 필라멘트 내의 양쪽 가장자리 부분이 서로 다른 배향도를 갖게되어 열수축 후 서로 다른 크림프 수를 나타내므로 천연섬유와 같은 촉감을 가지며 드라이터치(dry touch)감 및 냉감이 우수한 편평섬유 및 그 제조용 방사구금에 관한 것이다.

Description

균제도가 우수한 편평섬유 및 편평섬유 제조용 방사구금

제1도는 편평단면 방사공의 모양변형비를 설명하기 위한 도면이고,

제2도는(a)는 본 발명에 의한 선향형 방사구금의 평면도이고, (b)는 (a)의 방사구금에 제조된 모노필라멘트의 단면도이고,

제3도의(a)는 환상형 방사구금의 평면도이고, (b)는 방사형 방사구금의 평면도이고, (c)는 제3도의(a) 및 (b)에 의해 제조된 모노필라멘트의 일단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

a : 슬릿의 장축 b : 슬릿의 단축

c∼f : 방사된 모노필라멘트 단면의 가장자리 부분 화살표의 방향은 냉각공기의 흐름을 나타낸다.

본 발명은 균제도가 우수한 편평섬유 및 그 제조용 방사구금에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 동일 방사구금에 모양변형비가 5∼100인 평편단면 방사공의 장축을 측면 냉각공기의 방향과 같은 방향으로 배열시킨 방사구금과 이를 이용하여 제조한 각각의 필라멘트가 같은 냉각효과를 갖게 되어 균제도가 향상될 뿐만 아니라 동일 필라멘트 내의 양쪽 가장자리 부분이 서로 다른 배향도를 갖게 되어 열수축 후 서로 다른 크림프 수를나타내므로 천연섬유와 같은 촉감을 가지며 드라이터치(dry touch)감 및 냉감이 우수한 편평 섬유 및 그 제조용 방사구금에 관한 것이다. 종래 편평단면사의 제조방법으로는, 일본특공 소62-21842호에 모양 변형비가 6∼15인 방사구금을 이용하여 벨빗(velvet)용 입모섬유로 사용되는 폴리에스테르 편평섬유의 제조방법에 관한 내용이 공지되어 있으며, 또한 일본특개 평4-34013호에는 모양변형비가 8이상히고 장축 방향과 단축방향의 불굴절을 차이를 이용하여 폴리에스테르 편평섬유를 제조하는 방법이 공지되어 있다. 그러나, 상기 방법들은 방사구금내의 편평단면 방사공의 배열이 냉각공기의 흐름방향과 다르게 배열되어 있기 때문에 측면 냉각공기의 흐름방향과 다르게 배열되어 있기 때문에 측면 냉각공기가 방사공으로부터 토출되어 나오는 원사의 장축부분과 만날 경우 토출되는 원사의 회전 및 사도 불안정으로 권취불량을 초래하여 작업성을 떨어뜨리고 또한 동일 방사구금을 통해 방사되는 각각의 필라멘트가 냉각공기의 영향을 각기 다르게 받기 때문에 사의 균제도가 떨어지며 우아한 광택과 천연섬유와 같은 촉감을 얻을 수 없었다. 따라서, 본 발명의 목적은 균제도가 우수한 편평섬유 및 그 제조용 방사구금을 제공하는데 있다. 이에 본 발명에서는 일정 모양변형비를 갖는 편평단면 방사공의 장축을 냉각공기의 흐름과 같은 방향으로 방사구금내의 2개의 원주상에 적절히 배열시킨 방사구금을 제조하고 이 장치를 이용하여 폴리에스테르를 방사하여 편평단면 합성섬유를 제조함으로써 종래의 환상형 및 방사형으로 배열시킨 편평단면사의 결점인 방사시 원사의 회절 및 떨림등에 인한 권취불량고 균제도 불안정등의 결점을 완전히 해결하게 되었다. 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 제 1도는 편평단면 방사공의 모양변형비는 제 1 도에서와 같이 슬릿의 자축(a)과 단축(b)의 비에 의해 다음과 같이 정의된다. 모양변형비 = a/b 본 발명의 방사구금은 동일 방사구금내에서 모양변형비가 5∼100, 더욱 양호하게는 5∼50인 편평단면 방사공의 장축을 모두 측면 냉각공기의 흐름방향과 같게 배열시킨 것을 특징으로 한다. 만일 모양변형비가 5미만인 경우에는 고분자의 탄성효과 때문에 섬유의 모양이 원형에 가까워져 본 발명의 목적을 달성할 수 없고, 100 초과인 경우인 경우에는 슬릿 끝부분에 용융체가 흐르지 않게 된다. 제2도의 (a)는 본 발명에 의한 방사구금 장치이고, (b)는 본 발명에 의해 제조된 모노필라멘트의 단면도이다. 본 발명의 방사구금을 통해 방사되어 나온 모노필라멘트의 가장자리 부분 d는 냉각공기의 영향을 보다 덜 받으므로, 방사속도가 약 4,500m/min이상에서는 방사되어 나온 모노필라멘트의 가장자리 부분 c와 d는 냉각 공기의 영향으로 온도차이가 생기게 된다. 따라서, 연신후 필라멘트의 가장자리 부분 c의 복굴절율이 가장자리 부분 d의 복굴절을 보다 커지기 때문에 열수축을 행하면 서로 다른 크림프수를 나타내므로 천연섬유와 같은 우아한 광택과 촉감을 나타내게 된다.

즉, 본 발명으로 제조된 편평섬유는 40% 열수축시킨후 편평섬유의 중심부분과 가장자리 부분의 배향도 차이에 의해 파형권축 형태가 발생하였는 바, 이것은 편평섬유의 가장자리의 복굴절률(△ne)이 편평섬유의 중심부분의 복굴절률(△nc)보다 크다는 것을 편광현미경으로 확인하므로써 입증되었고, 편평섬유 단면내에서 복굴절률의 차이(△ne-△nc)가 클수록 편평섬유의 센티미터당 크림프수가 증가한다는 것은 공지된 사실이다. 또한, 본 발명에서는 제2도의 (나)에 나타난 것처럼 모노 필라멘트내의 가장 자리 부분 c와 d가 각각 냉각효과의 차이로 인해 복굴절율이 다르게 나타나며 c가 d버디 복굴절률이 크다는 사실도 새로이 확인하였다. 실례로서 모양변형비가 15인 편평섬유가 방속 4,500m/min으로 하고 연신비를 1.15정도로 연신하여 얻어졌다면 편평섬유의 가장자리 부분과 중심부분의 복굴절률 차이는 약 0.1 정도이고, 제2도의 (b)의 도면에서 모노필라멘트의 양쪽 가장자리 부분인 c와 d의 복굴절률 차이는 약 0.01 정도이다. 이 편평섬유 연신사를 40% 열수축하였을 때 모노 필라멘트의 가장자리 부분 c는 섬유축 방향으로 센티미터당 80개의 크림프를 얻고 모노필라멘트의 가장자리 부분 d는 섬유축 방향으로 센티미터당 70개의 크림프를 얻을 수 있었다. 따라서, 제2도의 (나)에 표시된 바와 같이 모노필라멘트의 양쪽 가장자리 부분 c와 d는 열수축후 다른 크림프수를 갖을 것이기 때문에 천연섬유와 같은 촉감과 우아한 광택을 얻을 수 있는 것이다. 한편, 제3도의 (c)에 표시된 바와 같이, 모노필라멘트의 양쪽 가장자리가 같은 냉각효과를 갖는다면 서로 같은 크림프수를 갖기 때문에 천염섬유와 같은 촉감과 우아한 광택을 얻을 수 없는 것이다. 본 발명에 적용가능한 합성수지는 일반적으로 용융방사가 가능한 열가소성 수지로서, 예를들면 폴리에스테르와 그의 공중합체, 폴리아마이드(Nylon 6, Nylon 66)와 그 공중합체, 폴리프로필렌과 그의 공중합체 등이다. 본 발명의 효과를 확인하기 위해 일정모양 변형비를 갖는 슬릿형 방사공이 도면 제3도의 (a),(b)와 같이 환상형 또는 방사형으로 배열된 방사구금과 제2도 (a)의 선향형으로 배열된 방사구금을 사용하여 고유점도 0.64인 폴리에스테르를 냉각공기의 속도가 0.4m/sec인 조건하에서 방사실험을 하였다. 방사속도가 4,500m/min인 경우 본 발명에서 제시된 냉각공기와 동일한 방향을 갖는 방사공으로 구성된 방사구금을 통하여 토출되는 폴리머는 슬릿형 방사공의 모양변형비가 100인 경우까지 권취가 가능하였으나, 환상형 및 방사형으로 배열된 방사구금을 통하여 토출되는 폴리머는 방사공의 모양변형비가 50인 경우(비교예 8)까지 권취가 가능하였다. 또한, 본 발명에서 제시한 방사구금을 통하여 제조된 편평섬유는 각각의 필라멘트가 모두 동일한 냉각효과를 가지므로써 0.5% 이상의 균제도 향상을 나타내었다.

다음의 실시예 및 비교예는 본 발명을 좀더 구체적으로 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

실시예 1∼6 통상의 방법으로 제조한 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체를 280∼290℃의 온도로 용융압출하고, 표 1에 기재한 것과 같이 방사공의 모양변형비를 변경하고 제2도의 (a)와 같은 선향형 형태로 방사공을 배열시킨 방사구금을 통하여 방사속도 4,500m/min으로 방사하고, 연신시 열고정 처리를 하지 않고 연신비를 1.15로 연신하여 연신사를 얻었다. 위의 조건으로 제조한 각각의 모양변형비가 다른 편평단면사를 100^oC 의 끓는 물에 30분간 열수축시킨 후 발생된 모노필라멘트의 가장자리부분 c와 d의 크림프수 및 천연섬유와 같은 촉감과 방사시 권취작업성을 측정하여 표 1에 기재하였다.

비교예 1∼9 표 1에 기재한 바와 같은 각가의 몽야변형비를 갖는 편평단면 방사공을 제3도의 (b)와 같은 방사형 형태로 방사공을 방사구금을 통하여 실시예 1∼9과 동일 조건으로 방사, 연신, 열수축하여 편평단면 연신사를 얻었다.

각 모양변형비별 편평단면 필라멘트사의 크림프수 및 천연섬유와 같은 촉감도와 방사시 권취작업성을 측정하여 표 1에 나타내었다. 비교예 10∼12 표 1에 기재한 바와 같이 방사공의 모양변형비를 갖는 편평단면 방사공의 모양 변형배를 변경하고 실시예 1과 같이 제2도의 (a)와 같은 선향형 형태로 방사공을 배열시켜 동일하게 실시하였다.

◎는 우수, ○는 양호, △는 보통, ×는 불량 * : 방사공의 배열형탤가 선향형일 경우 제2도 (b)의 모노필라멘트 가장자리 c이고, 방사공의 배열형태가 방사형일 경우 제3도 (다)의 모노필라멘트 가장자리 부분 e이고, ** : 방사공의 배열형태가 선향형일 경우 제2도 (b)의 모노필라멘트 가장자리 부분 d이고, 방사공의 배열형태가 방사형일 경우 제3도 (c)의 모노필라멘트 가장자리 부분 f이다.

Claims (2)

1. 동일 방사구금에 모양변형비가 5∼100인 편평단면 방사공의 장축이 측면 냉각공기의 흐름방향과 같은 방향으로 배열되도록 방사공을 형성시킨 것을 특징으로 하는 편평섬유 제조용 방사구금.
2. 열가소성 수지를 용융방사하여 편평섬유로 제조함에 있어서, 제1항의 방사구금을 이용하여 제조함을 특징으로 하는 편평섬유.